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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Einsetzen eines Einschweißteils in einen Beutel und zum anschließenden Versiegeln des Einschweißteils mit dem Beutel, mit einem Greifersystem, mit dem mindestens ein schweiß- oder siegelbarer Beutel im Taktbetrieb zwischen Bearbeitungsstationen einer Verpackungsmaschine transportiert wird, wobei eine der Bearbeitungsstationen eine Siegelstation ist, der der Beutel über das Greifersystem in einer Zuführbewegung zugeführt ist und an der Einschweißteile, wie Spouts, in den Beutel eingesetzt und mit diesem verschweißt bzw. versiegelt werden, wobei der Siegelstation die Einschweißteile über eine Sortier- und Zuführeinrichtung zugeführt sind, von der sie mit einer Greifereinrichtung entnommen und in den geöffneten Beutel eingesetzt sind, und wobei die Siegelstation weiterhin ein Siegelwerkzeug zum Fixieren der in den Beutel eingesetzten Einschweißteile aufweist.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen erfolgen die Zuführung des Beutels der Siegelstation, das Überführen und Einsetzen des Einschweißteils aus der Sortier- und Zuführeinrichtung in den Beutel, das Zuziehen bzw. Spannen des beutels sowie das Versiegeln des Einschweißteils mit dem Beutel in aufeinanderfolgenden, voneinander unabhängigen Arbeitstakten. Dies hat zur Folge, dass der gesamte Prozess mitunter viel Zeit in Anspruch nimmt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Einsetzen des Einschweißteils weisen darüber hinaus Greifereinrichtungen auf, die in einer linearen Vertikalbewegung das Einschweißteil aus der Sortier- und Zuführeinrichtung in den geöffneten Beutel überführen. Um ein ungewolltes Aufsetzen des Einschweißteils auf dem Beutelrand zu vermeiden, ist es daher zwingend erforderlich, dass der Beutel in Bezug auf die Greifereinrichtung hochgenau vorpositioniert wird, bevor sich die Greifereinrichtung auf den Beutel zu bewegt und versucht, das Einschweißteil in den Beutel einsetzt. Zur Verkürzung der Prozessdauer wird daher versucht, die Siegelzeit auf ein Minimum zu reduzieren. Dies hat jedoch mitunter eine hohe Fehlerquote bei der erzielten Dichtigkeit der Siegelung und damit des Beutels zur Folge.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzuentwickeln, dass sie eine möglichst lange Siegelzeit ermöglicht, wobei mit der vorzuschlagenden Vorrichtung weiterhin ein Aufsetzen des Einschweißteils auf dem Beutel beim Einsetzvorgang wirkungsvoll vermieden werden können soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 8 betreffen jeweils vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Demgemäß ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Greifereinrichtung darauf ausgelegt ist, das Einschweißteil noch während der Zuführbewegung mit einer kombinierten Hub- und Drehbewegung aus der Sortier- und Zuführeinrichtung zu entnehmen und in den Beutel einzusetzen.
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Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht somit darin, dass die Greifereinrichtung nicht nur eine lineare Bewegung ausführt, sondern eine zusammengesetzte Bewegung, bestehend aus einer linearen Bewegung in Vertikalrichtung sowie einer Drehbewegung. Dadurch wird erreicht, dass die Greifereinrichtung das Einschweißteil in den sich noch bewegenden Beutel einsetzen und mit diesem versiegeln kann, so dass der Beutel an der Siegelstation nur noch für den Siegelvorgang in eine Ruheposition gebracht werden muss. Dadurch verbleibt mehr Zeit für den Siegelvorgang, was zu einer hohen Siegelnahtqualität führt. Die Einschwenkbewegung kann beispielsweise während der letzten 10 bis 20 mm der Zuführwegstrecke vor der Siegelstation erfolgen.
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Vorzugsweise führt die Greifereinrichtung während einer vertikalen Absenkbewegung eine Schwenkbewegung aus, während der Beutel mit dem Greifersystem der Siegelstation zugeführt wird. So kann erreicht werden, dass das Einschweißteil nach vollständiger Ausführung der Vertikalbewegung in der Siegelposition in den sich bewegenden Beutel eingeschwenkt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, dass sämtliche Bewegungsabläufe so aufeinander abgestimmt werden, dass sie zum gleichen Zeitpunkt und unmittelbar vor dem Siegelvorgang beendet sind. Diese Bewegungsabläufe können das Absenken des Einschweißteils, das Verschwenken des Einschweißteils sowie den Transport des Beutels mit dem Greifersystem zu der Siegelstation und das Straffen des Beutels umfassen. Im Vergleich dazu erfolgen die beschriebenen Bewegungen bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen stets nacheinander.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise eine Vorrichtung für die Verarbeitung von Spouts, so dass die Greifereinrichtung einen Spoutgreifer aufweist. Weiterhin bevorzugt werden die Hubbewegung und die Drehbewegung der Greifereinrichtung über voneinander unabhängige Antriebe bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist daher der Spoutgreifer über einen ersten Antrieb für die Hubbewegung und einen von dem ersten Antrieb unabhängigen zweiten Antrieb für die Drehbewegung angetrieben.
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Bei einer Ausführungsform weisen die beiden Antriebe ein linear verstellbares Stellglied und vorzugsweise einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, oder ein Rotationsstellglied auf.
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Um die von dem linear verstellbaren Stellglied des zweiten Antriebs bereitgestellte Linearbewegung in eine Drehbewegung umzuwandeln, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Antrieb über eine Hebelkette mit dem Spoutgreifer wirkgekoppelt ist. Dabei kann die Hebelkette einen um eine Achse drehbar gelagerten Umlenkhebel aufweisen, bei dem an einem ersten Hebelarm der zweite Antrieb und bei dem an einem zweiten Hebelarm eine Schubstange angreift, die mit dem Spoutgreifer wirkgekoppelt ist, wobei der Spoutgreifer selbst wiederum um eine Achse, um welche die Drehbewegung ausgeführt ist, drehbar gelagert ist. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Hebelarm über eine Koppelstange mit dem zweiten Antrieb verbunden ist.
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Die kombinierte Hub- und Drehbewegung kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass über die gesamte Wegstrecke der Hubbewegung gleichzeitig auch die Drehbewegung ausgeführt wird. So ist bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Greifereinrichtung darauf ausgelegt ist, das Einschweißteil zunächst in einer linearen Absenkbewegung aus der Sortier- und Zuführeinrichtung zu entnehmen und dann in der kombinierten Hub- und Drehbewegung in den sich an der Siegelstation vorbei bewegenden Beutel einzuschwenken.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Sortier- und Zuführeinrichtung ein Schienensystem und mindestens ein Bogenstück aufweist, über die jeweils eines der Einschweißteile vorausgerichtet in einer Abnahmeposition für den Spoutgreifer an einem offenen Ende des Bogenstücks bereitgestellt ist, ist vorgesehen, dass der Spoutgreifer darauf ausgelegt ist, das Einschweißteil in der Hubbewegung aus der Abnahmeposition aus der Sortier- und Zuführeinrichtung zu entnehmen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
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1 die perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Vorderansicht der Ausführungsform gemäß 1; und
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3 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß den 1 und 2.
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Die 1 bis 3 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsetzen von Einschweißteilen 1 in einen Beutel 2 und zum anschließenden Versiegeln des Einschweißteils 1 in den Beutel 2. Die dargestellte Vorrichtung kann Bestandteil einer Verpackungsmaschine sein, etwa zur Verpackung von flüssigen, pastösen oder granularen Substanzen, beispielsweise zur Verpackung von Lebensmitteln.
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Die gezeigte Vorrichtung weist ein Greifersystem 3 auf, mit dem die schweiß- oder siegelbaren Beutel 2 im Taktbetrieb zwischen den Bearbeitungsstationen der Verpackungsmaschine transportiert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Siegelstation 4, an der die Einschweißteile 1 mit dem Beutel 2 versiegelt werden. Der Siegelstation 4 werden die Einschweißteile 1 über eine Sortier- und Zuführeinrichtung 5 zugeführt. Die Sortier- und Zuführeinrichtung 5 weist ein Schienensystem 15 und ein sich daran anschließendes Bogenstück 16 auf, über das die vorausgerichteten und sortierten Einschweißteile 1 der Siegelstation 4 bereitgestellt werden. Die Siegelstation 4 weist ein thermisches Siegelwerkzeug 7 auf, mit Hilfe welches der Beutel 2 in einem Kragenbereich, in den das Einschweißteil 1 eingesetzt ist, plastifiziert wird, um mit dem Einschweißteil 1 eine fluidisch dichte und mechanisch feste Verbindung einzugehen.
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Das Bogenstück 16 der Sortier- und Zuführeinrichtung 5 weist eine endseitige Öffnung auf über die die vorausgerichteten Einschweißteile 1 in einer Abnahmeposition für die Greifereinrichtung 6 bereitzustellen. Im gezeigten Beispiel sind die Einschweißteile 1 Spouts und dementsprechend umfasst die Greifereinrichtung 6 einen Spoutgreifer, mit dem die Spouts aus der Abnahmeposition der Sortier- und Zuführeinrichtung 5 entnommen, zu dem Beutel 2 transportiert und schließlich in den Beutel 2 eingesetzt werden.
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Der Spoutgreifer 6 ist über einen ersten Antrieb 8, der als Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ausgebildet ist, in Vertikalrichtung verstellbar. Darüber hinaus ist der Spoutgreifer 6 um eine Achse y (siehe 2) verdrehbar, welche sich senkrecht zu der vertikalen Verstellrichtung des ersten Antriebs 8 erstreckt. Ein zweiter Antrieb 9, der als Pneumatik- oder Hydraulikyzlinder ausgebildet ist, ist ebenfalls in Vertikalrichtung verstellbar. Über einen Umlenkhebel 10 wird die Vertikalbewegung des zweiten Antriebs 9 in eine Horizontalbewegung umgesetzt, oder zumindest in eine zusammengesetzte Vertikal- und Horizontalbewegung. Der zweite Antrieb 9 ist über eine Koppelstange 14 mit einem ersten Hebelarm des Umlenkhebels 10 verbunden. Die Greifereinrichtung 6 ist über eine Schubstange 13, welche an einem zweiten Hebelarm 12 angelenkt ist, mit dem Umlenkstück 10 und damit über die Koppelstange 14 mit dem zweiten Antrieb 9 wirkgekoppelt. Die Schubstange 13 greift exzentrisch zu der Drehachse der Greifereinrichtung 6 an der Greifereinrichtung 6 an, so dass durch eine Verstellung der Schubstange 13 die Greifereinrichtung 6 eine Drehbewegung um die genannte Drehachse ausführt. Auf diese Weise ist es möglich, dass durch gleichzeitige Vertikalverstellung des ersten und des zweiten Antriebs 8, 9 die Greifereinrichtung 6 eine kombinierte Hub- und Drehbewegung ausführt. Diese kombinierte Hub- und Drehbewegung ist so abgestimmt, dass die Greifereinrichtung 6 in einem Zug ein Einschweißteil 1 aus der Abnahmeposition des Bogenstücks 16 entnimmt, dem sich noch bewegenden Beutel 2 zuführt und in den sich immer noch bewegenden Beutel 2 einsetzt, bevor der Beutel 2 mit dem eingesetzten Einschweißten 1 an der Siegelstation 4 für den Siegelvorgang zur Ruhe kommt. Für den vollständigen Einsetzvorgang sowie für das anschließende Straffen des Beutels 2 ist keine Unterbrechung des Bewegungsablaufs notwendig. Insbesondere kann das Greifersystem 3 den Beutel 2 in einer kontinuierlichen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit der Siegelstation 4 zuführen. Der Einsetzvorgang sowie das Straffen des Beutels können während der letzten 10–20 mm vor der Siegelstation 4 erfolgen.
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Die 2 zeigt darüber hinaus die Drehachse x des Umlenkhebels 10, welcher sich parallel zu der Drehachse y der Greifereinrichtung 6 erstreckt. Zur besseren Visualisierung ist in 2 in dem mit Strichlinien umrandeten Kasten die Greifereinrichtung 6 in einer verschwenkten Position dargestellt. Ebenfalls zu Visualisierungszwecken ist weiterhin die Greifereinrichtung 6 einmal in der Abnahmeposition des Bogenstücks 16 gezeigt und einmal in einer Position vertikal unterhalb der Abnahmeposition in der Spouteinsetzposition. In dieser Position ist die Greifereinrichtung 6 so ausgerichtet, dass das Einschweißteil 1 vertikal in den Beutel 2 eingesetzt ist.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
